【摘 要】
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磁悬浮列车克服了传统列车轮轨之间摩擦的问题,可以达到更高的速度。另外,它还具有能耗低、舒适性高等优点,因此具有较大的研究意义。超导电动磁悬浮具有更大的悬浮间隙以及更快的运行速度,有较好的应用前景。车载超导磁体是超导电动磁悬浮列车的核心部件,为了降低冷却难度及成本,采用高温超导材料制备车载超导磁体是未来的发展方向。本论文将对超导电动磁悬浮系统进行分析,并进一步分析超导磁体自身的电磁特性,在此基础上,
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磁悬浮列车克服了传统列车轮轨之间摩擦的问题,可以达到更高的速度。另外,它还具有能耗低、舒适性高等优点,因此具有较大的研究意义。超导电动磁悬浮具有更大的悬浮间隙以及更快的运行速度,有较好的应用前景。车载超导磁体是超导电动磁悬浮列车的核心部件,为了降低冷却难度及成本,采用高温超导材料制备车载超导磁体是未来的发展方向。本论文将对超导电动磁悬浮系统进行分析,并进一步分析超导磁体自身的电磁特性,在此基础上,完成对高温超导磁体的研制。首先,介绍了磁悬浮列车以及车载高温超导磁体的研究现状,在高温超导磁体的研制过程中,面临着环氧固化带来磁体性能退化的问题。然后,完成了对于超导电动磁浮系统的建模,包括车载超导磁体和地面线圈的建模。进一步完成了该系统的有限元仿真计算,包括车载超导磁体的磁场空间分布,以及列车悬浮力、导向力和驱动力的分析计算。分析了悬浮力与列车运行速度的关系、导向力与列车横向偏移距离的关系以及驱动力与驱动线圈电流的关系,为超导电动磁悬浮列车的设计提供了理论基础。进一步地,完成了对于车载超导磁体的电流安全裕度的分析。为了保证磁悬浮列车的安全稳定运行,提出了降低磁体工作温度、采用更宽带材或是降低工作电流、采用多根超导带材并联来提高磁体安全裕度的设计方法,并完成了对这几种改进方法的分析。最后,在文献调研与仿真分析的基础上,完成了对高温超导磁体电磁设计与工装设计,并最终完成了三个采用不同绝缘材料和固化材料的高温超导磁体的制备,测试结果显示磁体在固化后与冷热循环后并没有发生性能退化。图77幅,表12个,参考文献49篇。
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